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スパコン「京」でEVモーターの開発期間を半減

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富士通は、電気自動車(EV)の動力源となるEVモーターなどの開発に役立つ、スーパーコンピューター「京(けい)」を使った磁界解析のシミュレーション技術を開発した。従来比1000倍超の1ミリメートル―1メートルの対象物内部の磁性体の振る舞いを再現できる。現在は試作を繰り返しながら開発を進めるEVモーターの設計に適用すれば、開発期間を半減できる。2018年をめどに実用化する。

一般的に、モーター内部などに使われる磁性体は磁界を加えると変形する性質があることが知られている(磁歪)。また逆に、磁性体に圧力を加えるとその磁化の強さが変化する(ビラリ現象)。

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この性質により、モーターやインバーター内部の磁性体は絶えず磁化による変形と、変形による磁界の変化を繰り返しており、ひどい場合は部品の疲労破壊の原因となったり、一部は人間の耳にはウィーン」「キーン」などという不快音の原因となることもある。

この振動を抑えるには、構造的にモーターの剛性を上げたり、磁束密度を平滑化してトルクリップルを緩和するなどが常套手段だが、いかんせんEVモーターは運転条件が複雑であるため、試作や試験を繰り返して構造を最適化してくのが一般的であったようだ。

今回の「京」のシミュレーションは、モーターやインダクター内部といった大規模な磁性体モデルを対象とし、製造時の初期応力を考慮した磁気特性の解析を可能とするものだ。

一歩進んで、シミュレーションで応力(つまり変形)と磁気特性の解析が可能ならば、逆に魅力的なモーター音を作るための磁気特性の与え方なんかもシミュレーションでできるかもしれない。

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